Лунный модуль

Лунный модуль корабля «Аполлон» (LM), также известный как LEM (Lunar Excursion Module), — посадочный модуль, часть корабля «Аполлон», построенный для американской программы «Аполлон» компанией Grumman Corporation для экипажа из двух человек с целью доставки с лунной орбиты на поверхность Луны и обратно. Шесть таких модулей успешно приземлились на Луне в 1969—1972 годах.

В каком-то смысле это был первый настоящий космический корабль в мире, поскольку он был способен перемещаться только в космосе, конструктивно и аэродинамически неспособный к полёту сквозь атмосферу Земли.

Его разработка сталкивалась с несколькими препятствиями, что задержало его первый беспилотный полёт на срок около десяти месяцев, а его первый полёт состоялся примерно на три месяца. Несмотря на это, в конце концов данный модуль стал самым надёжным компонентом системы «Аполлон»/«Сатурн» и значительно превышал её проектные требования, что было задействовано для поддержания жизнеобеспечения и двигательных ресурсов, позволив спасти астронавтов после взрыва и отказа систем командного модуля в полёте Аполлон-13.

Модуль состоит из двух ступеней. Посадочная ступень, оборудованная самостоятельной двигательной установкой и шасси, используется для снижения лунного корабля с орбиты Луны и мягкой посадки на лунную поверхность, и также служит стартовой площадкой для взлётной ступени. Взлётная ступень, с герметичной кабиной для экипажа и самостоятельной двигательной установкой, после завершения исследований стартует с поверхности Луны и на орбите стыкуется с командным отсеком. Разделение ступеней осуществляется при помощи пиротехнических устройств.

Взлётная ступень

Взлётная ступень лунного модуля имеет три основных отсека: отсек экипажа, центральный отсек и задний отсек оборудования. Герметизируются только отсек экипажа и центральный отсек, все остальные отсеки лунного корабля негерметизированы. Объём герметической кабины 6,7 м³, давление в кабине 0,337 кг/см², атмосфера — чистый кислород. Высота взлётной ступени 3,76 м, диаметр 4,3 м. Конструктивно взлётная ступень состоит из шести узлов: отсек экипажа, центральный отсек, задний отсек оборудования, связка крепления ЖРД, узел крепления антенн, тепловой и микрометеорный экран. Цилиндрический отсек экипажа диаметром 2,35 м, длиной 1,07 м (объёмом 4,6 м³) полумонококовой конструкции из хорошо сваривающихся алюминиевых сплавов.

Два рабочих места для астронавтов оборудованы пультами управления и приборными досками, системой привязи астронавтов (они располагались стоя), двумя окнами переднего обзора, окном над головой для наблюдения за процессом стыковки, телескопом в центре между астронавтами. Для выхода на поверхность Луны производилась полная разгерметизация кабины, так как шлюзовая камера отсутствовала. Срок автономного существования модуля (ограниченный, в первую очередь, ресурсом систем жизнеобеспечения и электропитания) составлял порядка 75 часов.

Характеристики взлётной ступени:

• Масса, включая топливо: 4670 кг
• Атмосфера кабины: 100 % кислород, давление 33 kPa
• Вода: два бака по 19,3 кг
• Охладитель: 11,3 кг раствора этиленгликоль-вода.
• Температурный контроль: один активный сублиматор (теплообменник) «вода-лёд».
• Двигатели системы ориентации (ДСО): масса топлива: 287 кг
• Число и тяга ДСО: 16 x 445 N в четырёх сборках.
• Топливо ДСО: N₂O₄/Aerozine 50
• Удельный импульс ДСО: 2,84 км/с.
• Взлётный двигатель, масса топлива: 2353 кг
• Взлётный двигатель, тяга : 15,6 kN
• Взлётный двигатель, топливо: N₂O₄/Aerozine 50
• Взлётный двигатель, система наддува: 2 x 2,9 кг гелиевых бака, давление 21 MPa
• Удельный импульс: 3,05 км/с (311 «секунд»)
• Тяговооруженность на взлете: 2,124
• Характеристическая скорость (delta V) взлётной ступени: 2220 м/с.
• Батареи: две 28-32 volt, 296 ампер-часов, серебряно-цинковые ; 56,7 кг каждая.
• Бортовая сеть: 28 вольт постоянного тока, 115 вольт, 400 Гц — переменного тока

Кабина лунного модуля. Непосредственно под рабочим местом пилота- люк для выхода на поверхность Луны.

Посадочная ступень

Посадочная ступень лунного модуля в виде крестообразной рамы из алюминиевого сплава несёт на себе в центральном отсеке двигательную установку с посадочным ЖРД фирмы STL.

В четырёх отсеках, образованных рамой вокруг центрального отсека, установлены топливные баки, кислородный бак, бак с водой, гелиевый бак, электронное оборудование, подсистема навигации и управления, посадочный радиолокатор и аккумуляторы.

Четырёхногое убирающееся шасси, установленное на посадочной ступени, поглощает энергию удара при посадке корабля на поверхность Луны разрушающимися сотовыми патронами, установленными в телескопических стойках ног шасси; дополнительно удар смягчается деформацией сотовых вкладышей в центрах посадочных пят. Три из четырёх пят снабжены гибким металлическим щупом, направленным вниз и раскрывающимся наподобие рулетки, сигнализирующим экипажу момент выключения ЖРД при контакте с лунной поверхностью (синяя лампа «lunar contact»). Шасси находятся в сложенном состоянии до отделения лунного корабля от командного отсека; после отделения по команде экипажа лунного корабля пиропатроны перерезают чеки у каждой ноги и под действием пружин шасси выпускается и становится на замки. Так же как взлётная ступень, посадочная ступень окружена тепловым и микрометеорным защитным экраном из многослойного майлара и алюминия. Высота посадочной ступени 3,22 м, диаметр 4,3 м.

Характеристики посадочной ступени:

• Масса, включая топливо: 10 334 кг
• Запас воды: 1 бак, 151 кг
• Масса топлива и окислителя: 8165 кг
• Тяга двигателя: 45,04 kN, дросселирование 10 % — 60 % от полной тяги.
• Компоненты топлива: N₂O₄/Aerozine 50 (UDMH/N₂H₄)
• Бак наддува: 1 x 22 кг бак, газ наддува-гелий, давление 10,72 kPa.
• Удельный импульс: 3,05 км/с.
• Характеристическая скорость взлётной ступени (delta V): 2470 м/с.
• Батареи: 4 (Apollo 9-14) или 5 (Apollo 15-17) 28-32V, 415 A-h, серебряно-цинковые, масса каждой 61,2 кг.

Полеты Лунных модулей (LM)^[1]

Модуль	Дата	Полет	Масса, кг	NSSDC_ID	NORAD ID	Примечание
LTA-10R	9 ноября 1967 года	Аполлон-4	-	-	-	макет
LM-1	22 января 1968 года	Аполлон-5	-	1968-007B	3107	-
LM-2	не летал	-	-	-	-	Национальный Музей Авиации и Космонавтики, Вашингтон
LTA-2R	4 апреля 1968 года	Аполлон-6	-	-	-	макет
LTA-B	21 декабря 1968 года	Аполлон-8	9 026,0	-	-	макет весовой
LM-3	3 марта 1969 года	Аполлон-9	-	1969-018D	3780	-
LM-4	18 марта 1969 года	Аполлон-10	13 941,0	1969-043C	3948	-
LM-5	16 июля 1969 года	Аполлон-11	15 065,0	1969-059C	4041	-
LM-6	14 ноября 1969 года	Аполлон-12	15 116,0	1969-099C	4246	-
LM-7	11 апреля 1970 года	Аполлон-13	15 196,0	1970-029C	-	-
LM-8	31 января 1971 года	Аполлон-14	15 277,0	1971-008C	4905	-
LM-9	не летал	-	-	-	-	Космический Центр Кеннеди (Центр Аполло-Сатурн-5) мыс Канаверал
LM-10	26 июля 1971 года	Аполлон-15	16 434,0	1971-063C	5366	-
LM-11	16 апреля 1972 года	Аполлон-16	16 428,0	1972-031C	6005	-
LM-12	7 декабря 1972 года	Аполлон-17	16 448,0	1972-096C	6307	-
LM-13	не летал	-	-	-	-	Музей авиации, Лонг-Айленд, Нью-Йорк.
LM-14	не летал	-	-	-	-	Институт Франклина, Филадельфия
LM-15	не летал	-	-	-	-	Недостроен, разобран

• 

  LM-1

• 

  LM-2

• 

  LTA-2R

• 

  LM-3

• 

  LM-4

• 

  LM-5

• 

  LM-6

• 

  LM-7

• 

  LM-8

• 

  LM-9

• 

  LM-10

• 

  LM-11

• 

  LM-12

Примечания

1. ↑ Apollo - Spacecraft - Lunar Modules

Библиография

• Kelly, Thomas J. (2001). Moon Lander: How We Developed the Apollo Lunar Module (Smithsonian History of Aviation and Spaceflight Series). Smithsonian Institution Press. ISBN 1-56098-998-X.
• Baker, David (1981). The History of Manned Space Flight. Crown Publishers. ISBN 0-517-54377-X
• Brooks, Courtney J., Grimwood, James M. and Swenson, Loyd S. Jr (1979) Chariots for Apollo: A History of Manned Lunar Spacecraft NASA SP-4205.
• Sullivan, Scott P. (2004) Virtual LM: A Pictorial Essay of the Engineering and Construction of the Apollo Lunar Module. Apogee Books. ISBN 1-894959-14-0
• Stoff, Joshua. (2004) Building Moonships: The Grumman Lunar Module. Arcadia Publishing. ISBN 0-7385-3586-9
• Stengel, Robert F. (1970). Manual Attitude Control of the Lunar Module, J. Spacecraft and Rockets, Vol. 7, No. 8, pp. 941-948.